丘陵果园铰接转向仿形增程轮式动力底盘设计与试验

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作者 李善军 彭际博 +3 位作者 牛成强 高习栋 钱震宇 李明震 《农业机械学报》 北大核心 2025年第9期363-376,共14页

针对目前丘陵果园农用动力底盘通过性、稳定性较差和续航能力不足等问题,结合果园开沟、喷药、除草、修剪等农艺作业需求,本文设计了一款铰接转向仿形增程轮式动力底盘。根据果园小地块、窄行距的作业环境特点,确定了动力底盘整体尺寸... 针对目前丘陵果园农用动力底盘通过性、稳定性较差和续航能力不足等问题,结合果园开沟、喷药、除草、修剪等农艺作业需求,本文设计了一款铰接转向仿形增程轮式动力底盘。根据果园小地块、窄行距的作业环境特点,确定了动力底盘整体尺寸及结构;对铰接转向仿形部件、能源动力系统、液压系统、行走系统、遥控系统等关键部件进行设计与相应匹配选型;开展了整机理论性能分析及动力学仿真,并进行了样机田间试验。结果表明,动力底盘直线行驶偏移率为1.76%,最小转弯半径为2050.5 mm,工作时底盘对崎岖路面适应效果良好,在坡度为24°的坡地可正常上下坡、横向行驶,无倾翻或滑移现象,越障过程平稳,满足丘陵果园非结构化路面行走要求;空载状态下启动发电机平地行走电池续航时间延长40%,负载150 kg状态下延长29%;挂载链式开沟器进行开沟作业时,沟深稳定系数为89.2%,沟宽稳定系数为93.3%,满足行业标准要求(≥80%)。研究表明,设计的铰接转向仿形增程轮式动力底盘通过性、稳定性良好且续航能力显著提升,能够满足丘陵果园农艺作业需求。 展开更多

关键词 动力底盘 丘陵果园 铰接转向 仿形 增程

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旋耕刀表面铁基涂层摩擦磨损性能研究 被引量：1

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作者 夏进启 闫龙 +7 位作者 詹华 汪瑞军 李善军 黄永俊 孟亮 马文昊 李宇佳 万强 《表面技术》 北大核心 2025年第7期86-97,共12页

目的研究5种不同成分铁基耐磨涂层(记为1^(#)—5^(#))的摩擦磨损性能,优选涂层,提高旋耕刀的耐磨性能。方法采用等离子堆焊技术在65Mn基体表面沉积5种铁基耐磨涂层,通过扫描电子显微镜(SEM)、UltimaⅣ型X射线衍射仪(XRD)、HV-1000B型维... 目的研究5种不同成分铁基耐磨涂层(记为1^(#)—5^(#))的摩擦磨损性能,优选涂层,提高旋耕刀的耐磨性能。方法采用等离子堆焊技术在65Mn基体表面沉积5种铁基耐磨涂层,通过扫描电子显微镜(SEM)、UltimaⅣ型X射线衍射仪(XRD)、HV-1000B型维氏硬度计、纳米压痕仪和RTEC M500摩擦磨损试验平台分析涂层的表面形貌、组织、显微硬度、力学性能和摩擦因数,并优选涂层,采用MLS-225橡胶轮湿砂磨粒磨损试验机、超景深三维显微镜和田间磨损试验对优选涂层的耐磨性能进行测试,并结合磨损形貌及组织结构分析耐磨内因。结果涂层主要由马氏体(基体),以及M7C3、Cr7C3、VC等硬质碳化物组成,其中,碳化物共晶强化涂层(质量分数,C 2%,Si 0.9%,Mn 0.7%,Cr 5%,V 6%,Mo 0.74%,Ni 0.4%,Fe 84.26%)的硬度(1157.12HV)最高,摩擦因数(0.49)最低,抵抗变形能力(E=239.5 GPa)良好。细小碳化物弥散强化涂层(质量分数,C 0.18%,Si 1.05%,Mn 0.21%,Cr 16.55%,Ni 2.12%,Al 0.042%,Fe 79.85%)的硬度为904.72HV,且弹性恢复能力(W_(e)=37.0%)最好,对应的摩擦因数为0.52。在磨粒磨损试验中,碳化物共晶强化涂层和细小碳化物弥散强化涂层的磨损平均值与65Mn试样相比分别减少了93.9%、86.9%。进一步的田间磨损试验结果表明,在砂石地工况下,碳化物共晶强化涂层和细小碳化物弥散强化涂层旋耕刀的磨损量分别减少了51.7%、43.6%;在稻茬地工况下,涂层旋耕刀的磨损量分别减少了64.1%、47.6%。结论细小碳化物弥散强化使得5^(#)涂层的组织为高密度硬质碳化物,具有较高的硬度,能有效抵抗磨损,磨损主要表现为划痕和犁沟;4^(#)共晶结构强化涂层组织形成了抗磨骨架,其抗磨损性能更好,但在冲击作用下会出现剥落现象,留下了表面凹坑。 展开更多

关键词 旋耕刀 等离子堆焊 铁基耐磨涂层 显微硬度 摩擦磨损

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舱室噪声主动控制系统布放优化与试验研究

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作者 石利权 梁宁远 +3 位作者 周国成 车昭兵 李善军 靳国永 《振动工程学报》 北大核心 2025年第8期1655-1664,共10页

直升机舱室噪声对舱内的环境舒适度和安全性有极大的负面影响。针对应用于舱室噪声主动控制系统的电声器件布放问题,本文基于带精英策略的非支配排序遗传算法,对舱室封闭空间声场进行空间离散化处理,进一步将电声器件数量寻优、位置寻优... 直升机舱室噪声对舱内的环境舒适度和安全性有极大的负面影响。针对应用于舱室噪声主动控制系统的电声器件布放问题,本文基于带精英策略的非支配排序遗传算法,对舱室封闭空间声场进行空间离散化处理,进一步将电声器件数量寻优、位置寻优,次级声源发声强度寻优问题转化为组合优化问题,以测点处声压平方和最小为控制目标,将多目标进化算法与主动控制方法相结合,对系统的电声器件布放进行寻优求解。综合考虑降噪系统的复杂性与可行性以及舱室内部空间的有限性,选择控制系统次级声源与误差传声器为4通道配置。独立多次重复运行寻优程序,统计出电声器件最常出现的位置,并在此基础上进行了计算机仿真。最后在实际模拟舱室中开展了试验,结果表明:寻优结果可使舱内人员坐姿头部高度处降噪量最高达到24.9 dB,全局降噪量达到19.4 dB。 展开更多

关键词 舱室噪声 有源噪声控制 多目标优化 第二代非支配排序遗传算法 电声器件 仿真及试验

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单轨道山地果园运输机齿条齿形优选 被引量：20

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作者 李善军 刘辉 +5 位作者 张衍林 陈红 孟亮 马攀宇 张朝宇 张池 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期52-57,共6页

为减小单轨道山地果园运输机能耗及提高运输效率,该文基于动力学理论建立了运输机驱动轮与轨道齿条啮合的动力学模型,并设计、加工制造了链轮齿形齿条、销轮齿形齿条、摆线齿形齿条。以运输机驱动轮旋转角速度、轨道坡度、齿条齿形为考... 为减小单轨道山地果园运输机能耗及提高运输效率,该文基于动力学理论建立了运输机驱动轮与轨道齿条啮合的动力学模型,并设计、加工制造了链轮齿形齿条、销轮齿形齿条、摆线齿形齿条。以运输机驱动轮旋转角速度、轨道坡度、齿条齿形为考察因素,以驱动轮与不同齿形齿条啮合时所需提供的驱动扭矩为评价指标,探究齿条齿形对单轨道山地果园运输机力学性能的影响,得到在相同条件下驱动轮与链轮齿形齿条啮合时的驱动扭矩最小,且波动幅度最小。在驱动轮转速为+88.08 rad/s、轨道坡度分别为+0?、+6?、+12?时,驱动轮与链轮齿形齿条啮合时的驱动扭矩均值较驱动轮与圆弧齿形齿条啮合时的驱动扭矩均值分别减小33.82%,33.45%,21.59%;在驱动轮转速为-88.08 rad/s、轨道坡度分别为-0?、-6?、-12?时,驱动轮与链轮齿形齿条啮合时的驱动扭矩均值较驱动轮与圆弧齿形齿条啮合时的驱动扭矩均值分别减小35.55%,27.24%,30.43%。试验结果表明,链轮齿形齿条综合性能最优,较圆弧齿形齿条更适宜用于单轨道山地果园运输机的轨道运输中。该研究为单轨道山地果园运输机轨道的结构优化设计提供了参考。 展开更多

关键词 力学性能 优化 机械化 齿形 驱动轮 扭矩

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激光淬火及熔覆技术提高柑橘枝粉碎机65Mn钢锤片耐磨性 被引量：13

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作者 孟亮 李雄 +4 位作者 黄永俊 万强 李明震 李善军 张衍林 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第17期54-60,共7页

为了提高柑橘枝粉碎机锤片的摩擦性能,该文主要通过多面激光淬火及激光熔覆技术强化65Mn钢锤片表面。采用金相显微镜、显微硬度计、摩擦磨损试验机等探究激光处理后65Mn钢组织对其显微硬度及摩擦性能的影响。试验结果表明:经激光淬火处... 为了提高柑橘枝粉碎机锤片的摩擦性能,该文主要通过多面激光淬火及激光熔覆技术强化65Mn钢锤片表面。采用金相显微镜、显微硬度计、摩擦磨损试验机等探究激光处理后65Mn钢组织对其显微硬度及摩擦性能的影响。试验结果表明:经激光淬火处理后65Mn钢主要由完全淬火区、不完全淬火区、热影响区及基体组成,经激光熔覆处理后65Mn钢主要由熔覆区、完全淬火区、不完全淬火区、热影响区及基体组成;65Mn钢经激光淬火处理后,其显微硬度最高可达619.8 HV0.1;65Mn钢经激光熔覆处理后,其显微硬度最高可达1 038.4 HV0.1;65Mn钢经水淬-中温回火处理后,其平均显微硬度为585.6 HV0.1;激光淬火处理后65Mn钢表面出现磨粒磨损机制,平均摩擦系数为0.40;65Mn钢经激光熔覆Ni60+35%WC后熔覆层表面出现磨粒磨损机制,平均摩擦系数为0.36;水淬-中温回火热处理后65Mn钢表面出现粘着磨损机制,平均摩擦系数为0.41;由此可见,65Mn钢锤片经激光熔覆处理后摩擦性能较好。该研究可为锤片耐磨性提升提供参考。 展开更多

关键词 农业机械 显微组织 淬火 激光熔覆 显微硬度 摩擦性能

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宽皮柑橘机械损伤致损因素分析及缓冲减损防护措施 被引量：7

6

作者 陈红 尹伊君 +4 位作者 潘海兵 鲍秀兰 李善军 徐勤超 徐翔宙 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期258-266,共9页

为了探究宽皮柑橘在采摘、贮运、加工过程中机械损伤规律,该文通过挤压、跌落、振动等不同载荷条件下的宽皮柑橘机械损伤特性试验,分析了柑橘果实在固定贮藏时间段内的质量损失和细胞渗透变化等生物学特性,结合试验数据和数学建模,定量... 为了探究宽皮柑橘在采摘、贮运、加工过程中机械损伤规律,该文通过挤压、跌落、振动等不同载荷条件下的宽皮柑橘机械损伤特性试验,分析了柑橘果实在固定贮藏时间段内的质量损失和细胞渗透变化等生物学特性,结合试验数据和数学建模,定量估算柑橘机械损伤程度,运用机器学习问题中的k近邻分类,建立了评判宽皮柑橘机械损伤情况的二分类预测模型,试验准确率大于80%。探究了胶合板、瓦楞纸、泡沫(聚苯乙烯泡沫塑料,EPS)和塑料(高密度低压聚乙烯,HDPE)在挤压、跌落、振动等不同受载情况下的减损效果。结果表明:在不加防护措施情况下,柑橘受到的挤压力不宜超过10 N,柑橘的单次铅直跌下落高度应控制在90 cm内,尽量减少柑橘堆码层数,直接接触堆码的层数建议不超过2层,应对上层进行必要的缓冲保护,振动时间不宜大于0.5 h,加速度建议不超过0.8 g;挤压时瓦楞纸减损效果最好,柑橘机械损伤程度为0.4%;跌落后EPS减损效果最好,柑橘机械损伤程度为6.46%;振动时HDPE减损效果最好,柑橘机械损伤程度为4.33%。研究结果可为宽皮柑橘采收和采后处理中的有关装备设计和减损防护提供参考。 展开更多

关键词 水果 贮藏 分类 柑橘 损伤 缓冲防护

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基于改进SSD的柑橘实时分类检测 被引量：46

7

作者 李善军 胡定一 +3 位作者 高淑敏 林家豪 安小松 朱明 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第24期307-313,共7页

针对人工分拣柑橘过程中,检测表面缺陷费时费力的问题,该文提出了一种基于改进SSD深度学习模型的柑橘实时分类检测方法。在经改装的自制打蜡机试验台架下采集单幅图像含有多类多个柑橘的样本2 500张,随机选取其中2 000张为训练集,500张... 针对人工分拣柑橘过程中,检测表面缺陷费时费力的问题,该文提出了一种基于改进SSD深度学习模型的柑橘实时分类检测方法。在经改装的自制打蜡机试验台架下采集单幅图像含有多类多个柑橘的样本2 500张,随机选取其中2 000张为训练集,500张为测试集,在数据集中共有正常柑橘19 507个,表皮病变柑橘9 097个,机械损伤柑橘4 327个。该方法通过单阶段检测模型SSD-ResNet18对图片进行计算和预测,并返回图中柑橘的位置与类别,以此实现柑橘的分类检测。以平均精度AP(average precision)的均值m AP(mean average precision)作为精度指标,平均检测时间作为速度指标,在使用不同特征图、不同分辨率和ResNet18、MobileNetV3、ESPNetV2、VoVNet39等4种不同特征提取网络时,进行模型分类检测效果对比试验研究。研究表明,该模型使用C4、C5特征图,768×768像素的分辨率较为合适,特征提取网络ResNet18在检测速度上存在明显优势,最终该模型的m AP达到87.89%,比原SSD的87.55%高出0.34个百分点,平均检测时间为20.27 ms,相较于原SSD的108.83 ms,检测耗时降低了436.90%。该模型可以同时对多类多个柑橘进行实时分类检测,可为自动化生产线上分拣表面缺陷柑橘的识别方面提供技术借鉴。 展开更多

关键词 目标识别 模型 无损检测 柑橘 表面缺陷 深度学习 SSD ResNet18

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自走式单轨道山地果园运输机力学仿真与试验 被引量：12

8

作者 刘辉 李善军 +2 位作者 张衍林 马攀宇 陈猛 《华中农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期114-122,共9页

为研究自走式单轨道山地果园运输机轨道齿条齿形和工作参数对运输机力学性能的影响,基于动力学理论和Hertz理论的Impact函数模型,建立运输机驱动轮与轨道齿条啮合的虚拟样机模型。选取齿条齿形、轨道坡度、驱动轮转速为评价指标,设计虚... 为研究自走式单轨道山地果园运输机轨道齿条齿形和工作参数对运输机力学性能的影响,基于动力学理论和Hertz理论的Impact函数模型,建立运输机驱动轮与轨道齿条啮合的虚拟样机模型。选取齿条齿形、轨道坡度、驱动轮转速为评价指标,设计虚拟正交试验,结果显示:影响运输机作业力学性能的主次顺序为齿条齿形>轨道坡度>驱动轮转速,相同条件下链轮齿形齿条性能最优。台架试验结果表明,在轨道坡度分别为+0°、+6°、+12°,驱动轮转速为+88.08rad/s时,驱动轮与链轮齿形齿条啮合时所需扭矩较圆弧齿形齿条分别减少33.82%、33.45%、18.36%,验证了模型仿真分析的正确性。 展开更多

关键词 自走式 单轨道 山地果园运输机 齿形 力学仿真

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丘陵山地果园全液压遥控式履带动力底盘设计与试验 被引量：19

9

作者 李善军 陈辉龙 +3 位作者 彭际博 孟亮 张鑫 李明震 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期119-127,201,共10页

针对目前丘陵山地果园作业农用底盘整机体积大、行驶作业操作繁琐和通过性差等问题,结合丘陵山地果园开沟、除草和修剪等农艺管理环节的实际需求,设计了一款全液压遥控式履带动力底盘。首先,对动力底盘的整机结构和工作原理进行了阐述;... 针对目前丘陵山地果园作业农用底盘整机体积大、行驶作业操作繁琐和通过性差等问题,结合丘陵山地果园开沟、除草和修剪等农艺管理环节的实际需求,设计了一款全液压遥控式履带动力底盘。首先,对动力底盘的整机结构和工作原理进行了阐述;其次,对前置挂载机构、行走系、变幅宽底盘、液压系统、遥控系统等关键部件进行设计和相应的匹配选型;最后,对整机进行了性能试验。试验结果表明:动力底盘在最小幅宽(1220 mm)和最大幅宽(1620 mm)的直线行驶偏移率分别为2.24%和2.2%,均满足相应国家标准(≤6%)要求。底盘的转向机动性能良好,最小幅宽原地转弯半径为905 mm,可适应丘陵山地果园相对狭窄的坡地作业环境。遥控操作上下斜坡、翻越田埂、跨越畦沟等过程平稳,满足丘陵山地果园非结构化地形行走要求。挂载链式开沟器进行开沟作业时,沟深稳定系数为88.5%,沟宽稳定系数为92.5%,满足国家标准(≥85%)要求。整机工作性能满足丘陵果园复杂坡度地形管理作业要求,可为丘陵山地果园田间管理作业的有效实施提供综合应用平台和技术支撑。 展开更多

关键词 丘陵山地果园 全液压驱动 变幅宽履带动力底盘

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一种并联缆绳牵引式山地果园运输机的建模与分析 被引量：4

10

作者 鲍秀兰 孙培林 +3 位作者 胡成 李善军 陈红 杨安定 《华中农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期121-127,共7页

为进一步提高山地果园运输机的灵活性与可重构性,设计一种缆绳牵引式无轨果园运输机,通过在果山上设立桩点,控制并联钢丝缆绳的运动来实现果园低空运输。在建立并联机构的三维空间路线模型基础上,分析运输机工作过程中缆绳的运动与受力... 为进一步提高山地果园运输机的灵活性与可重构性,设计一种缆绳牵引式无轨果园运输机,通过在果山上设立桩点,控制并联钢丝缆绳的运动来实现果园低空运输。在建立并联机构的三维空间路线模型基础上,分析运输机工作过程中缆绳的运动与受力,阐明运输过程中缆绳速度与牵引力的变化规律。仿真结果表明:基于并联结构的缆绳牵引式果园运输机在不同的运输路径偏角下,运输过程中的缆绳速度与牵引力的变化缓慢且均匀。并联机构保证了系统工作时的稳定性,其可重构的特点进一步扩大了运输机的适用范围。 展开更多

关键词 果园运输机 山地果园 并联机构 缆绳牵引 三维路径模型 可重构性 并联机器人

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柑橘育苗钵装填转运机设计与试验 被引量：3

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作者 徐勤超 李善军 +3 位作者 张衍林 孟亮 卢红安 谢林 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第18期66-72,共7页

目前国内柑橘育苗钵装填转运基本靠人工作业,生产效率低下。为了解决这一问题,该研究提出了一种可一次装填105钵的间歇式柑橘育苗钵机械装填转运机,采用EDEM对装填转运机基质分流过程进行分析,确定了基质分流部件分流板偏移量及高度的... 目前国内柑橘育苗钵装填转运基本靠人工作业,生产效率低下。为了解决这一问题,该研究提出了一种可一次装填105钵的间歇式柑橘育苗钵机械装填转运机,采用EDEM对装填转运机基质分流过程进行分析,确定了基质分流部件分流板偏移量及高度的参数组合,设计了卸料机构的连杆传动方案,计算了各杆长度,分析了车架结构的强度,确定了车架结构的尺寸参数,并设计了整机的控制电路。加工试验样机,在搅拌机设定转速下,重复装填转运试验10次。试验结果表明,样机运行稳定,单次基质装填平均量330.5 kg,单次装填钵数105钵,平均装填时间约60 s,转运装置行走速度可达1.2 m/s,苗钵卸载下落可靠,排列整齐;单个育苗钵的平均最大装填量3.23 kg,最小装填量3.03 kg,平均装填量3.15 kg。样机结构设计合理,装填效率高,能够实现均匀装填、稳定转运的作业要求。研究结果可为后续柑橘苗钵装填转运设备的研制和优化提供参考。 展开更多

关键词 农业机械 设计 试验 柑橘 育苗钵 装填 转运 EDEM

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柑橘木虱YOLO v8-MC识别算法与虫情远程监测系统研究 被引量：11

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作者 李善军 梁千月 +3 位作者 余勇华 陈耀晖 付慧敏 张宏宇 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期210-218,共9页

柑橘木虱是黄龙病的主要传播媒介,其发生与活动可对柑橘果园造成毁灭性后果。为实现木虱虫情的高效监测,设计了一种集诱捕拍照、耗材更新、害虫识别与结果展示于一体的智能监测系统。设计了具备诱虫胶带自动更新、虫情图像实时获取功能... 柑橘木虱是黄龙病的主要传播媒介,其发生与活动可对柑橘果园造成毁灭性后果。为实现木虱虫情的高效监测,设计了一种集诱捕拍照、耗材更新、害虫识别与结果展示于一体的智能监测系统。设计了具备诱虫胶带自动更新、虫情图像实时获取功能的诱捕监测装置;应用选点裁剪、Mosaic数据增强(Mosaic data augmentation,MDA)和CA(Coordinate attention)注意力机制,改进了YOLO v8木虱识别模型;开发了Web和手机APP客户端,可实现虫情数据的可视化展示与远程控制。模型测试阶段,改进后的YOLO v8-MC召回率、F1值及精确率分别达到91.20%、91%、90.60%,较基准模型分别提升5.47、5、4.64个百分点;迁移试验中,模型召回率、F1值及精确率分别达到88.64%、87%、84.78%,且系统工作状态良好,满足野外使用需求。开发的智能监测系统能有效实现果园木虱虫情的远程监测,可为此类虫害防治管理提供有效手段。 展开更多

关键词 柑橘木虱 虫害监测 诱捕监测装置 YOLO v8-MC

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基于X-ray和RGB图像融合的实蝇侵染柑橘无损检测 被引量：6

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作者 李善军 宋竹平 +3 位作者 梁千月 孟亮 余勇华 陈耀晖 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期385-392,共8页

实蝇侵染柑橘流入市场会造成巨大的经济损失,因此需要在商品化处理阶段对其全面筛除。针对柑橘在实蝇侵染早期没有明显外部特征,人工抽样检测效率低、筛除难的问题,探索了在生产线上同时搭载农业X光机与RGB相机进行无损检测的可行性,提... 实蝇侵染柑橘流入市场会造成巨大的经济损失,因此需要在商品化处理阶段对其全面筛除。针对柑橘在实蝇侵染早期没有明显外部特征,人工抽样检测效率低、筛除难的问题,探索了在生产线上同时搭载农业X光机与RGB相机进行无损检测的可行性,提出了基于X-ray(X光)和RGB图像的多模态数据融合方法,建立了CNN-LSTM检测模型,实现了实蝇侵染柑橘高精度无损检测。模拟了柑橘在生产线上滚动并被拍摄6幅X-ray和RGB序列图像的过程,构建了实蝇侵染柑橘的多源数据集,融合了不同模态的实蝇侵染特征信息,提升了实蝇侵染柑橘检测模型的检测能力,并对比了ResNet18-LSTM、GoogleNet-LSTM、SqueezeNet-LSTM、MobileNetV2-LSTM轻量化检测模型,验证了多模态数据融合方法的有效性。研究结果表明,提出的多模态数据融合实蝇侵染柑橘方法比单模态检测方法检测性能更加优异,其中ResNet18-LSTM检测准确率最高,多模态的图像融合和特征融合方法检测准确率分别达到97.3%和95.7%,单模态X-ray和RGB检测方法准确率分别为93.2%和89.3%。本研究可为实蝇侵染柑橘在线无损检测技术与装备的研究提供理论支撑。 展开更多

关键词 柑橘 实蝇 X射线 RGB图像 多模态数据融合 无损检测

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猕猴桃大帐气调气流组织的数值模拟及优化 被引量：1

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作者 徐勤超 单程 +5 位作者 陈昊义 朱家庭 曾云流 李善军 潘海兵 张文东 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期307-316,共10页

为确定合理的猕猴桃大帐气调参数,提高大帐气调贮藏性能,该研究通过模拟猕猴桃在果筐内的自然堆叠状态,建立了单个猕猴桃尺度的大帐气调微环境模型,采用数值模拟方法,分析猕猴桃大帐气调过程中N_(2)纯度、流量、管径、出口高度4个关键... 为确定合理的猕猴桃大帐气调参数,提高大帐气调贮藏性能,该研究通过模拟猕猴桃在果筐内的自然堆叠状态,建立了单个猕猴桃尺度的大帐气调微环境模型,采用数值模拟方法,分析猕猴桃大帐气调过程中N_(2)纯度、流量、管径、出口高度4个关键参数对降氧时间及气体分布均匀性的影响。基于Box-Behnken原理设计四因素三水平正交仿真试验,利用Design-Expert软件建立响应指标回归模型,对所选取的4个因素进行响应面分析和参数优化。对优化参数组合进行仿真试验,对比优化参数组合条件下响应面回归模型预测值与仿真试验数值模拟值。结果表明:各因素对降氧时间影响由大到小顺序为出气口高度、流量、N_(2)纯度、管径;对不均匀系数影响由大到小顺序为N_(2)纯度、出气口高度、管径、流量。猕猴桃大帐气调的最优气调参数组合为N_(2)纯度96.0%、流量23.0 m^(3)/h、管径50 mm、出气口高度3 126 mm,对应的降氧时间、不均匀系数分别为989 s、6.1%。降氧时间响应面回归模型预测值与仿真值之间的相对误差为3.1%,不均匀系数响应面回归模型预测值与仿真值之间的相对误差为8.4%。研究对于大帐气调装备的研发及性能提升具有重要的理论和实际意义。 展开更多

关键词 数值模拟 响应面法 贮藏 气调性能 大帐气调

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牵引式山地果园运输机驱动绳轮摩擦磨损 被引量：7

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作者 李善军 侯剑锋 +5 位作者 万强 乔安国 李卫民 辛智强 刘兴 张子豪 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期71-78,共8页

为探究牵引式山地果园运输机驱动绳轮系统的摩擦磨损机理,该研究首先利用Adams软件建立绳轮系统模型,在各因素水平允许范围内进行单因素试验,再进行台架试验分析不同因素对绳轮接触处摩擦磨损的影响。仿真模型计算结果表明,从连接负载... 为探究牵引式山地果园运输机驱动绳轮系统的摩擦磨损机理,该研究首先利用Adams软件建立绳轮系统模型,在各因素水平允许范围内进行单因素试验,再进行台架试验分析不同因素对绳轮接触处摩擦磨损的影响。仿真模型计算结果表明,从连接负载端开始,各完整缠绕圈所在槽道受到的摩擦力沿钢丝绳方向呈现逐渐减小趋势,与多槽轮的磨损形貌分析结果一致,且槽道上容易发生的失效形式为塑性变形和微动磨损。单因素试验结果显示,圈数从2/3增加到4/5,受力最大处摩擦力减小48.66%,各槽道受力标准差由102.97 N减小到46.53 N,受力更加均衡;多槽轮中心距越小或轮径越大,各完整缠绕圈的槽道受力越均衡;同一多槽轮上的槽距和槽壁角度对摩擦的影响很小。台架正交试验的多槽轮磨损率分析结果表明,较大的中心距,较小的预紧力,较多的圈数可以缓解磨损。研究结果可为后续对驱动绳轮系统的优化提供参考。 展开更多

关键词 摩擦 仿真模型 磨损 果园运输机 驱动绳轮 台架试验

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渗层强化的果园运输机驱动轮耐磨性能 被引量：2

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作者 李善军 牛成强 +4 位作者 万强 贾槟源 杨泽华 彭际博 罗银 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期176-186,共11页

为解决牵引式果园运输机绳-轮驱动系统驱动轮绳槽磨损严重而导致牵引滑移失效的问题,该研究对基于渗层强化的果园运输机驱动轮耐磨性能进行了分析。首先通过ANSYS软件探究了驱动轮表面应力应变随其硬度的变化规律;随后采用热扩散沉积(th... 为解决牵引式果园运输机绳-轮驱动系统驱动轮绳槽磨损严重而导致牵引滑移失效的问题,该研究对基于渗层强化的果园运输机驱动轮耐磨性能进行了分析。首先通过ANSYS软件探究了驱动轮表面应力应变随其硬度的变化规律;随后采用热扩散沉积(thermal diffusion, TD)技术对45钢驱动轮进行了渗钒与渗硼处理,并对渗层的显微结构、力学性能和摩擦磨损特性进行了对比分析,最后利用运输机模拟台架对渗层强化后驱动轮的应用性能进行了测试。结果表明:驱动轮渗钒层和渗硼层厚度分别为20.9和97.3μm,均与基材结合较好;且由于渗层中碳化钒、硼化铁等硬质相的存在,渗钒层与渗硼层硬度分别达到22.08和13.45 GPa,较未处理前提升3~4倍;往复摩擦试验下渗钒层与渗硼层表面摩擦系数分别为0.47、0.44,较45钢分别下降19%、24%。运输机模拟台架应用性能测试表明,干摩擦下渗钒与渗硼处理后驱动轮的平均磨损量较45钢分别降低了88%和81%,其中渗钒驱动轮表面磨损较小;油润滑下渗钒与渗硼处理后驱动轮的平均磨损量较45钢分别降低了92%和85%。综上,热扩散渗钒与渗硼处理均可大幅提高驱动轮抗磨性,其中渗钒层具有更高的硬度与耐磨性,但在应用时需进行实时油润滑,更适合对满足定时维护条件下的驱动轮进行强化;而渗硼层耐磨性虽有所降低,但可在干摩擦下使用,更适合对野外山地环境下无法满足润滑的驱动轮进行强化。该研究结果可为改善牵引式果园运输机驱动轮耐磨性提供可行技术方案。 展开更多

关键词 农业机械 显微结构 硬度 渗层强化 牵引式运输机驱动轮 耐磨特性

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聚苯撑醚砜缩聚过程的研究

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作者 于同隐 李善君 +1 位作者 府寿宽 纪才圭 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS 1984年第6期895-900,共6页

本文报导了聚苯撑醚砜碱法缩聚动力学的研究。首先合成了有关的单体及二聚体的模拟化合物,然后进行了反应速率常数的测定。其结果是:(1)两组带有取代基的苯衍生物相互作用时,其反应速率常数等于不带取代基的苯衍生物和带取代基的反应速... 本文报导了聚苯撑醚砜碱法缩聚动力学的研究。首先合成了有关的单体及二聚体的模拟化合物,然后进行了反应速率常数的测定。其结果是:(1)两组带有取代基的苯衍生物相互作用时,其反应速率常数等于不带取代基的苯衍生物和带取代基的反应速率常数以及取代基组成相反的另一组速率常数的乘积。(2)对于聚苯撑醚砜缩聚反应必须采用多个反应速率常数来计算动力学过程。 展开更多

关键词 反应速率常数 聚苯撑 苯衍生物 缩聚反应 缩聚动力学 取代基 二聚体 砜

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山地果园开沟机倾斜螺旋式开沟部件设计与优化 被引量：20

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作者 王少伟 李善军 +3 位作者 张衍林 张池 陈红 孟亮 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第23期11-22,共12页

为缓解中国山地果园开沟施肥作业中,可用开沟机型短缺、已有开沟机型普遍存在开沟功耗高、开沟稳定性差的问题,该文设计并优化了山地果园开沟机倾斜螺旋式开沟部件,进行了直刃刀、曲刃刀与齿形刀对比试验和齿形刀开沟刀片结构参数优化... 为缓解中国山地果园开沟施肥作业中,可用开沟机型短缺、已有开沟机型普遍存在开沟功耗高、开沟稳定性差的问题,该文设计并优化了山地果园开沟机倾斜螺旋式开沟部件,进行了直刃刀、曲刃刀与齿形刀对比试验和齿形刀开沟刀片结构参数优化仿真试验。为验证优化效果及分析作业参数对开沟功耗的影响,进行了开沟作业参数对开沟功耗影响试验。试验结果表明:开沟功耗方面曲刃刀与齿形刀较优且差异不大,直刃刀较差;开沟沟深稳定性方面3者比较接近。利用响应面分析方法和EDEM软件建立了齿形刀结构参数优化仿真模型,仿真结果表明:对开沟功耗影响显著顺序为折弯角>刃角>安装角>齿形。优化后结构参数为安装角4.5?,折弯角49?,刃角21?,原齿倍数1.25,对应开沟功耗为9.73kW。对开沟功耗影响显著顺序为沟深>前进速度>开沟转速;转速为566r/min时,开沟功耗较低。优化后开沟功耗降低12.80%,沟深稳定性系数提高1.18%。对比现有开沟机,开沟功耗降低22.22%,沟深稳定性系数提高7.2%～8.5%。研究结果可为山地果园开沟机开沟部件结构设计和开沟刀片结构参数优化提供参考。 展开更多

关键词 机械化 优化 山地果园 开沟机 螺旋开沟

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鼹鼠趾仿生及表面热处理提高齿形开沟刀减阻耐磨性能 被引量：12

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作者 王少伟 李善军 +3 位作者 张衍林 万强 陈红 孟亮 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期10-20,共11页

为提高农用开沟机械开沟刀的减阻耐磨性能,该文针对课题组前期研制的齿形开沟刀,利用仿生结构和不同表面热处理对原齿形开沟刀进行优化。以鼹鼠前爪第3趾为仿生对象,设计了仿生开沟刀。使用EDEM软件进行模拟仿真试验,通过分析齿形开沟... 为提高农用开沟机械开沟刀的减阻耐磨性能,该文针对课题组前期研制的齿形开沟刀,利用仿生结构和不同表面热处理对原齿形开沟刀进行优化。以鼹鼠前爪第3趾为仿生对象,设计了仿生开沟刀。使用EDEM软件进行模拟仿真试验,通过分析齿形开沟刀和仿生开沟刀的开沟功耗,对比2种刀片的减阻性能;进行台架磨损试验,利用金相显微镜、显微硬度仪、摩擦磨损试验机分析5种表面热处理仿生开沟刀的耐磨性能。单齿仿真试验发现,仿生开沟刀刀齿的整体三维表面结构特征有利于减阻。仿真试验结果表明沟深为150、200、250、300和350mm时,仿生开沟刀比齿形开沟刀的开沟功耗分别降低9.68%、10.44%、10.22%、10.70%和10.95%,仿生开沟刀的减阻性能更优。台架磨损试验结果表明,渗铬淬火高温回火(Ⅱ型刀)、渗碳淬火低温回火(Ⅲ型刀)、激光熔覆WC/Ni60A粉末合金(Ⅳ型刀)和氧乙炔火焰堆焊铸造WC焊条(Ⅴ型刀)比淬火中温回火(Ⅰ型刀)处理的仿生开沟刀的磨损质量分别降低14.17%、42.05%、66.98%和75.96%,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ型刀的耐磨性能依次提高,Ⅴ型刀最优。5种刀片组织结构、显微硬度和摩擦系数的分析结果表明,Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ型刀的硬化层显微组织主要为淬火和回火马氏体,Ⅳ和Ⅴ型刀主要为WC硬质相,Ⅳ和Ⅴ型刀的组织结构更优;Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ型刀的平均显微硬度为558、700、888、1195和1441HV0.1;平均摩擦系数为0.67、0.57、0.26、0.25和0.22,Ⅴ型刀的显微硬度和摩擦系数最优,与台架磨损试验结果相一致。田间试验结果表明,优化后的Ⅲ型和Ⅴ型刀比原来齿形开沟刀的开沟功耗分别降低11.45%和5.41%,磨损质量分别降低28.26%和82.63%,仿生结构优化与表面热处理能够提高齿形开沟刀的减阻耐磨性能。该研究可为提高开沟刀减阻耐磨性能提供参考。 展开更多

关键词 农业机械 仿生 开沟 热处理 减阻性能 耐磨性能

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基于CFD果园风送式喷雾机雾滴沉积特性研究 被引量：14

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作者 李杰 赵纯清 +2 位作者 李善军 陈红 丁淑芳 《华中农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期171-177,共7页

自制应用于柑橘园施药的风送式喷雾机,并基于CFD建立喷雾机雾滴运动轨迹及沉积模型,考察该喷雾机雾滴沉积特性及送风方向对雾滴沉积的影响。根据喷雾机尺寸参数,建立喷雾流场二维模型,并确定DPM模型参数,模拟获得距喷头不同距离的垂直... 自制应用于柑橘园施药的风送式喷雾机,并基于CFD建立喷雾机雾滴运动轨迹及沉积模型,考察该喷雾机雾滴沉积特性及送风方向对雾滴沉积的影响。根据喷雾机尺寸参数,建立喷雾流场二维模型,并确定DPM模型参数,模拟获得距喷头不同距离的垂直截面上雾滴沉积量。试验结果显示:在距喷头1.0 m的范围内,雾滴沉积特性与试验结果相符,且在1.0 m范围内,送风角度的增加对雾滴飘移影响较小,随着与喷头距离的增大,送风角度对底部雾滴飘移损失的影响逐渐加剧;在距喷头1.0 m范围以外,雾滴沉积特性与实际试验结果偏差较大,但雾滴沉积量随与喷头距离的增大而逐渐减少的规律是一致的。 展开更多

关键词 风送式喷雾机 CFD模拟 雾滴沉积 雾滴飘移 送风角度

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